JP6944062B2

JP6944062B2 - 紙蓋の製造方法

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Publication number: JP6944062B2
Application number: JP2020540119A
Authority: JP
Inventors: 佑典田中; 祥人久富; 太郎門田
Original assignee: Tokan Kogyo Co Ltd
Current assignee: Tokan Kogyo Co Ltd
Priority date: 2018-08-30
Filing date: 2019-07-11
Publication date: 2021-10-06
Anticipated expiration: 2039-07-11
Also published as: EP3845371A1; JP7282841B2; US11691373B2; TWI794531B; US20210237387A1; TW202012266A; CN115042476B; JP2021178517A; JPWO2020044810A1; CN112188956B; CN112188956A; WO2020044810A1; CN115042476A; EP3845371A4

Description

この発明は、紙蓋の製造方法に関する。

紙コップ等の紙容器の蓋として、プラスチック等の樹脂蓋が用いられている。しかし、樹脂蓋は、廃棄する際、紙コップや紙容器と分別する必要があり、消費者の手間となる。

特許文献１には、天板と、天板の周側部に外壁と上壁と内壁とからなる下方に開いた溝部と、を有した紙蓋の製法が記載されている。

特許第３４３２３１６号公報

特許文献１では、雄型と雌型との間に天板の周側部を挟むことで、天板の周側部に、溝部の内壁、上壁、及び外壁のそれぞれを同時に形成する。

しかし、ブランクに、内壁、上壁、及び外壁のそれぞれを同時に形成すると、ブランクが破断しやすい。内壁は、例えば内嵌合部に相当し、外壁は、例えば外嵌合部に相当する。このため、内嵌合部及び外嵌合部のそれぞれを備えた紙蓋には、歩留りよく製造することが難しい、という事情がある。この事情は、ブランクを“しわ抑え”しつつ、内嵌合部及び外嵌合部それぞれの形成に“しごき成型”を用いたとき、特に顕著である。

この発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、その目的は、内嵌合部及び外嵌合部のそれぞれを備えた紙蓋を、歩留りよく製造することが可能な紙蓋の製造方法を提供することにある。

第１発明に係る紙蓋の製造方法は、紙を主体とするブランクの周縁領域を押さえる第１工程と、前記周縁領域を押さえながら、内嵌合部を、前記ブランクの中央領域に形成する第２工程と、前記周縁領域を押さえながら、外嵌合部を、前記内嵌合部が形成された前記中央領域に形成する第３工程と、を備え、前記第１工程は、ドローダイの載置面上に載置された前記ブランクの前記周縁領域を、ブランクホルダーの押さえ面で押さえる工程、を含み、前記第２工程は、前記周縁領域を前記押さえ面で押さえながら、前記ブランクの前記中央領域を、先端部分に環状突起部が設けられたドローパンチと、先端部分に、前記環状突起部とクリアランスを設けて嵌合可能な縮径部が設けられたプランジャーとの間に位置させ、前記プランジャーを、前記中央領域へ向かう第１方向に移動させ、前記中央領域を、前記環状突起部で囲まれ、前記ドローパンチのパンチ面を底とした窪みの中に押し込む工程、を含み、前記第３工程は、前記周縁領域を前記押さえ面で押さえながら、前記ドローパンチを、前記中央領域へ向かう前記第１方向とは反対向きの第２方向に移動させ、前記中央領域を、前記プランジャーとともに、前記ドローダイのプランジャーガイドホールの中に押し込む工程、を含み、前記第３工程は、前記載置面と前記押さえ面との間に前記周縁領域を残しながら、前記中央領域を、前記プランジャーとともに、前記ドローダイのプランジャーガイドホールの中に押し込む工程であり、前記第３工程の後、前記周縁領域を前記押さえ面で押さえながら、前記プランジャーを前記第２方向に移動させ、前記プランジャーを前記ブランクから離脱させる第４工程と、前記プランジャーを前記ブランクから離脱させた後、前記中央領域を前記ドローパンチで押さえながら、前記ブランクホルダーを前記第１方向に移動させ、前記ブランクホルダーを前記ブランクから離脱させる工程と、前記ブランクから離脱された前記ブランクホルダーを、前記周縁領域と前記押さえ面との間に第４クリアランスを設けて待機させる第５工程と、前記ブランクホルダーを待機させた後、前記ドローパンチを前記第１方向に移動させ、前記周縁領域を前記押さえ面と再接触させて、前記ドローパンチを前記ブランクから離脱させる第６工程と、を、さらに備えることを特徴とする。

第２発明に係る紙蓋の製造方法は、第１発明において、前記内嵌合部を形成するとき、前記ブランクに第１成型荷重を付与し、前記外嵌合部を形成するとき、前記ブランクに第２成型荷重を付与し、前記第２成型荷重の付与方向は、前記第１成型荷重の付与方向と反対向きであることを特徴とする。

第３発明に係る紙蓋の製造方法は、第２発明において、前記内嵌合部及び前記外嵌合部のそれぞれは、前記ブランクに、絞り成型を用いて形成することを特徴とする。

第４発明に係る紙蓋の製造方法は、第２発明において、前記内嵌合部及び前記外嵌合部のそれぞれは、前記ブランクに、しごき成型を用いて形成することを特徴とする。

第５発明に係る紙蓋の製造方法は、第１発明〜第４発明のいずれか１つにおいて、前記第１工程において、前記ブランクの紙厚以下の第１クリアランスを、前記載置面と前記押さえ面との間に設けることを特徴とする。

第６発明に係る紙蓋の製造方法は、第１発明〜第５発明のいずれか１つにおいて、前記第２工程において、前記ブランクの紙厚以下の第２クリアランスを、前記縮径部と前記環状突起部との間に設け、前記第３工程において、前記ブランクの紙厚以下の第３クリアランスを、前記環状突起部と前記プランジャーガイドホールとの間に設けることを特徴とする。

第１発明に係る紙蓋の製造方法によれば、ブランクの中央領域に内嵌合部を形成した後、ブランクの中央領域に外嵌合部を形成する。このため、ブランクの中央領域に内嵌合部と外嵌合部とを同時に形成する場合と比較して、ブランクの破断等が起こりにくくなる。したがって、紙蓋を、歩留りよく製造することが可能となる。
また、第１発明に係る紙蓋の製造方法によれば、周縁領域を押さえ面で押さえながら、中央領域を、環状突起部で囲まれ、ドローパンチのパンチ面を底とした窪みの中に押し込む。これにより、内嵌合部を、中央領域に“絞り成型”を用いて形成できる。また、周縁領域を押さえ面で押さえながら、中央領域をプランジャーとともに、プランジャーガイドホールの中に押し込む。これにより、外嵌合部を、中央領域に“絞り成型”を用いて形成できる。
さらに、第１発明に係る紙蓋の製造方法によれば、外嵌合部を、載置面と押さえ面との間に周縁領域を残しながら、中央領域に形成するので、ブランクに周縁領域を残すことができる。そして、残された周縁領域を、押さえ面と再接触させるので、たとえ、環状突起部が環状凹部に食い込んでいたとしても、ブランクを、ドローパンチから簡単に取り外すことができる。

第２発明に係る紙蓋の製造方法によれば、第２成型荷重の付与方向を、第１成型荷重の付与方向と反対向きとする。このため、第１成型荷重及び第２成型荷重それぞれの付与方向を同じ向きとする場合と比較して、ブランクの破断を、さらに起こりにくくすることができる。

第３発明に係る紙蓋の製造方法によれば、第２成型荷重の付与方向を、第１荷重の付与方向と反対向きとするので、ブランクの破断等の発生を抑制しつつ、ブランクに、絞り成型を用いて、内嵌合部と外嵌合部とを形成することができる。

第４発明に係る紙蓋の製造方法によれば、第２成型荷重の付与方向を、第１荷重の付与方向と反対とするので、ブランクの破断等の発生を抑制しつつ、ブランクに、しごき成型を用いて、内嵌合部と外嵌合部とを形成することができる。

第５発明に係る紙蓋の製造方法によれば、ブランクの紙厚以下の第１クリアランスを、載置面と押さえ面との間に設けるので、ブランクに“しわ抑え”を実施することが可能となる。

第６発明に係る紙蓋の製造方法によれば、ブランクの紙厚以下の第２クリアランスを、縮径部と環状突起部との間に設けるので、内嵌合部を、中央領域に“しごき成型”を用いて形成できる。また、ブランクの紙厚以下の第３クリアランスを、環状突起部とプランジャーガイドホールとの間に設けるので、外嵌合部を、中央領域に“しごき成型”を用いて形成できる。

図１（ａ）は、この発明の一実施形態に係る紙蓋の製造方法によって製造可能な紙蓋の一例を示す模式平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）中のＩＢ−ＩＢ線に沿う模式断面図である。図２は、この発明の一実施形態に係る紙蓋の製造方法の一例を概略的に示す流れ図である。図３（ａ）は、ブランクの一例を示す模式平面図である。図３（ｂ）〜図３（ｄ）は、ブランクの工程ごとの状態を示す模式断面図である。図３（ｅ）及び図３（ｆ）は、成型荷重の付与方向を示す模式断面図である。図４は、この発明の一実施形態に係る紙蓋の製造方法に使用可能な加工機の一例を示す模式断面図である。図５は、この発明の一実施形態に係る紙蓋の製造方法の一例を示す模式断面図である。図６（ａ）〜図６（ｄ）は、この発明の一実施形態に係る紙蓋の製造方法の一例を示す模式断面図である。図７（ａ）〜図７（ｄ）は、この発明の一実施形態に係る紙蓋の製造方法の一例を示す模式断面図である。図８（ａ）及び図８（ｂ）は、載置面及び押さえ面のそれぞれを部分的に拡大して示す模式断面図である。図９（ａ）及び図９（ｂ）は、ドローダイ、ブランクホルダー、環状突起部、及びプランジャーのそれぞれを部分的に拡大して示す模式断面図である。図１０は、ドローダイ、ブランクホルダー、環状突起部、及び縮径部のそれぞれを部分的に拡大して示す模式断面図である。

以下、この発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

（紙蓋の一例）
図１（ａ）は、この発明の一実施形態に係る紙蓋の製造方法によって製造可能な紙蓋の一例を示す模式平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）中のＩＢ−ＩＢ線に沿う模式断面図である。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、紙蓋１は、内嵌合部１１と、外嵌合部１２とを有している。内嵌合部１１及び外嵌合部１２のそれぞれは、紙蓋１の周縁部ＯＥＰに設けられている。外嵌合部１２は、内嵌合部１１の外側に設けられている。内嵌合部１１及び外嵌合部１２は、紙蓋１の天面１３から突出した形状を持つ。内嵌合部１１の頂部と、外嵌合部１２の頂部とは一体である。一体となった頂部を、本明細書では、頂部１４という。本実施形態では、頂部１４は、丸みを帯びた形状である。頂部１４の下で、内嵌合部１１と外嵌合部１２との間には、内嵌合部１１及び外嵌合部１２のそれぞれを囲壁とし、頂部１４を底とした環状凹部１５が設けられている。紙容器２は、環状凹部１５に嵌合される。紙容器２は、例えば、紙コップである。内嵌合部１１は、紙容器２の容器部内周面２１と嵌合し、外嵌合部１２は、紙容器２のカール部外周面２１と嵌合する。また、紙蓋１の末端部分には、フランジ部１６が設けられている。

紙蓋１は、内嵌合部１１及び外嵌合部１２のそれぞれを備えているので、内嵌合部１１のみ、又は外嵌合部１２のみを備えた紙蓋と比較して、紙容器２と、より強固に嵌合させることが可能である。

（製造方法の一例）
図２は、この発明の一実施形態に係る紙蓋の製造方法の一例を概略的に示す流れ図である。図３（ａ）は、ブランクの一例を示す模式平面図である。図３（ｂ）〜図３（ｄ）は、ブランクの工程ごとの状態を示す模式断面図である。図３（ｅ）及び図３（ｆ）は、成型荷重の付与方向を示す模式断面図である。

図２に示すように、紙蓋の製造方法は、概略、
ステップＡ：ブランクを加工機に取り付ける工程
ステップＢ：加工機においてブランクを成型加工する工程
ステップＣ：成型加工されたブランクを加工機から取り外す工程
の手順を含む。一実施形態に係る紙蓋の製造方法では、ステップＢを、以下のように行う。

まず、原紙から、例えば、図３（ａ）に示すように、平面から見て、円形状のブランク１０を打ち抜く。次いで、図２、及び図３（ｂ）に示すように、ステップＳＴ．１において、ブランク１０の周縁領域１０ａを押さえる。周縁領域１０ａは、ブランク１０の縁に仮想的に設定した領域である（図３（ａ））。周縁領域１０ａは、ブランク１０において、押さえられている領域を指す。周縁領域１０ａの形状は、例えば環状である。なお、ブランク１０を打ち抜く工程は、ステップＳＴ．１と同時に行うこともできる。この場合、後述するブランクホルダーが下降し、原紙からブランク１０を打ち抜くと同時に、ブランク１０の周辺領域１０ａを押さえる。

次に、図２及び図３（ｃ）に示すように、ステップＳＴ．２において、周縁領域１０ａを押さえながら、内嵌合部１１を、ブランク１０の中央領域１０ｂに形成する。中央領域１０ｂは、周縁領域１０ａのリングの内側に、仮想的に設定した領域である（図３（ａ））。中央領域１０ｂは、ブランク１０において、押さえられていない領域を指す。中央領域１０ｂの形状は、例えば円状である。

次に、図２及び図３（ｄ）に示すように、ステップＳＴ．３において、周縁領域１０ａを押さえながら、外嵌合部１２を、内嵌合部１１が形成された中央領域１０ｂに形成する。

このような紙蓋の製造方法によれば、ブランク１０に内嵌合部１１を形成した後、ブランク１０に外嵌合部１２を形成する。このため、ブランク１０に内嵌合部１１と外嵌合部１２とを同時に形成する場合と比較して、ブランク１０の破断等が起こりにくくなる。さらに、ブランク１０に外嵌合部１２を形成した後、ブランク１０に内嵌合部１１を形成する場合と比較しても、ブランク１０の破断等が起こりにくくなる。したがって、内嵌合部１１及び外嵌合部１２のそれぞれを備えた紙蓋１を、歩留りよく製造することができる。

図３（ｅ）及び図３（ｆ）に示すように、内嵌合部１１を“絞り成型”又は“しごき成型”を用いて形成する場合、第１成型荷重Ｆ１がブランク１０に付与される。同様に、外嵌合部１２を“絞り成型”又は“しごき成型”を用いて形成する場合、第２成型荷重Ｆ２がブランク１０に付与される。本明細書において、“絞り成型”とは、金型（後述するドローダイ１１０、ブランクホルダー１２０、ドローパンチ１３０、及びプランジャー１４０）間のクリアランスが、原紙、又はブランク１０の紙厚と同等、もしくは紙厚より大きく設定され、そのようなクリアランスに、原紙又はブランク１０が通されて成型されること、と定義する。また、“しごき成型”とは、金型間のクリアランスが、どこか１箇所でも、上記紙厚よりも小さく設定され、そのようなクリアランスに、原紙又はブランク１０が通されて成型されること、と定義する。

図３（ｅ）に示すように、第２成型荷重Ｆ２の付与方向は、第１成型荷重Ｆ１の付与方向と反対向きとすることもできる。第２成型荷重Ｆ２の付与方向を、第１成型荷重Ｆ１の付与方向と反対向きとすれば、第１、第２成型荷重Ｆ１及びＦ２それぞれの付与方向を同じ向きとする場合（図３（ｆ））と比較して、ブランク１０の破断を、さらに起こりにくくすることができる。したがって、内嵌合部１１及び外嵌合部１２のそれぞれを備えた紙蓋１の歩留りを、さらに向上させることが可能である。

内嵌合部１１及び外嵌合部１２のそれぞれは、ブランク１０の周縁領域１０ａを押さえながら形成される。このため、紙蓋１の製造に“しわ抑え”を利用できる。一実施形態に係る紙蓋の製造方法は、内嵌合部１１及び外嵌合部１２のそれぞれを、ブランク１０を“しわ抑え”しつつ、“絞り成型”又は“しごき成型”を用いる。そして、一実施形態に係る紙蓋の製造方法によれば、“しわ抑え”しつつ、“絞り成型”又は“しごき成型”を用いて、内嵌合部１１及び外嵌合部１２のそれぞれを形成したとしても、紙蓋１を、歩留りよく製造することができる。この利点は、第２成型荷重Ｆ２の付与方向を、第１成型荷重Ｆ１の付与方向と反対向きとすることで、さらによく得ることができる。

以下、紙蓋の製造方法の一例を、さらに詳細に説明する。
＜加工機の一例＞
図４は、この発明の一実施形態に係る紙蓋の製造方法に使用可能な加工機の一例を示す模式断面図である。

加工機１００は、ドローダイ１１０と、ブランクホルダー１２０と、ドローパンチ１３０と、プランジャー１４０と、を備えている。

ドローダイ１１０は、プランジャーガイドホール１１１と、載置面１１２とを有する。プランジャーガイドホール１１１は、例えば、円形のホールである。載置面１１２は、プランジャーガイドホール１１１の外側に設けられている。載置面１１２は、ブランクホルダー１２０と向き合う。載置面１１２は、ブランク１０を載置することが可能な面である。

ブランクホルダー１２０は、パンチガイドホール１２１と、押さえ面１２２とを有する。パンチガイドホール１２１は、円形のホールである。押さえ面１２２は、パンチガイドホール１２１の外側に設けられている。押さえ面１２２は、載置面１１２と向き合う。ブランクホルダー１２０は、載置面１１２上に載置されたブランク１０を押さえる。

ドローパンチ１３０は、パンチガイドホール１２１内を、第１方向Ｚ１及び第２方向Ｚ２のそれぞれの方向に移動可能である。第１方向Ｚ１及び第２方向Ｚ２のそれぞれは、載置面１１２と交差、例えば、直交する。第２方向Ｚ２は、第１方向Ｚ１と反対向きである。ドローパンチ１３０の先端部分には、環状突起部１３１が設けられている。環状突起部１３１は、例えば、ドローパンチ１３０のパンチ面１３２から、囲壁状に突き出ている。これにより、ドローパンチ１３０の先端部分には、環状突起部１３１で囲まれ、パンチ面１３２を底とした窪み１３３が得られる。環状突起部１３１は、プランジャーガイドホール１１１の内周面と、クリアランスを設けて嵌合可能である。環状突起部１３１の先端は、曲面となっている。

プランジャー１４０は、プランジャーガイドホール１１１内を、第１方向Ｚ１及び第２方向Ｚ２のそれぞれの方向に移動可能である。プランジャー１４０の先端部分には、縮径部１４１が設けられている。縮径部１４１の直径Ｄ１は、プランジャー１４０の基径部１４２の直径Ｄ２よりも小さい。縮径部１４１は、環状突起部１３１と、クリアランスを設けて嵌合可能である。

加工機１００は、例えばプレス機である。例えば、図４に示されるような加工機１００を使用することで、ブランク１０から、内嵌合部１１及び外嵌合部１２のそれぞれを備えた紙蓋１を、製造することができる。

図５、図６（ａ）〜図６（ｄ）、及び図７（ａ）〜図７（ｄ）は、この発明の一実施形態に係る紙蓋の製造方法の一例を示す模式断面図である。図５、図６（ａ）〜図６（ｄ）、及び図７（ａ）〜図７（ｄ）のそれぞれには、ブランク１０の模式断面と加工機１００の模式断面とが示されている。

＜ステップＡ＞
図５に示すように、ブランク１０を、ドローダイ１１０の載置面１１２上に載置する。なお、この説明では、載置面１１２の位置を基準位置ＲＰとする。

＜ステップＢ＞
次に、図６（ａ）に示すように、ブランクホルダー１２０を、第２方向Ｚ２に移動させ、ブランク１０の周縁領域１０ａを、ブランクホルダー１２０の押さえ面１２２で押さえる。

図８（ａ）及び図８（ｂ）は、ブランク１０、ドローダイ、及びブランクホルダーのそれぞれを部分的に拡大して示す模式断面図である。図８（ａ）は、ブランク１０が載置面１１２上に載置された状態を示し、図８（ｂ）は、周縁領域１０ａが押さえ面１２２で押さえられた状態を示す。

図８（ｂ）に示すように、ブランク１０を押さえ面で押さえた際、載置面１１２と押さえ面１２２との間には、第１クリアランス１５１が設けられる。第１クリアランス１５１の幅Ｗ１は、ブランク１０の紙厚Ｔ１０（図８（ａ））よりも、小さく設定される。これにより、ブランク１０はつぶれ、ブランク１０に“しわ抑え”を実施することが可能となる。なお、ブランクホルダー１２０には、“しわ抑え”のための荷重が与えられてもよく、第１クリアランス１５１の幅Ｗ１は、ブランク１０の紙厚Ｔ１０と同等、又は紙厚Ｔ１０より大きくてもよい。

次に、図６（ｂ）に示すように、ドローパンチ１３０を、ブランク１０へ向かう第２方向Ｚ２に移動させる。これにより、ドローパンチ１３０は、例えば、環状突起部１３１の先端が、ほぼ基準位置ＲＰに達するように下降される。これにより、環状突起部１３１の先端は、ブランク１０の表面と接する、又は近接される。なお、図６（ｂ）に示す状態では、ブランク１０の中央領域１０ｂは、ドローパンチ１３０と、プランジャー１４０との間に位置する。

次に、図６（ｃ）に示すように、プランジャー１４０を、ブランク１０へ向かう第１方向Ｚ１に移動させる。これにより、プランジャー１４０は、縮径部１４１の先端が、基準位置ＲＰを超えるように上昇される。縮径部１４１が、例えば、基準位置ＲＰを超えてくると、縮径部１４１は、窪み１３３の中へ進出する。これにより、ブランク１０の中央領域１０ｂは、窪み１３３の中に、縮径部１４１によって押し込まれる。このとき、ドローパンチ１３０の先端部分（環状突起部１３１）が曲面であり、かつ、プランジャー１４０の縮径部１４１の先端コーナー部も曲面（Ｒ加工されている）であると、ブランク１０の中央領域１０ｂをスムーズに押し込むことができる。押し込み量は、本実施形態では、約１０ｍｍである。なお、押し込み量は、紙蓋１のサイズや、紙蓋１の用途に応じて様々に変更される。

このようにして、周縁領域１０ａを押さえ面１２２で押さえながら、中央領域１０ｂを窪み１３３の中に押し込む。これにより、周縁領域１０ａを“しわ抑え”しつつ、内嵌合部１１を、中央領域１０ｂに“絞り成型”を用いて形成できる。

図９（ａ）及び図９（ｂ）は、ドローダイ１１０、ブランクホルダー１２０、環状突起部１３１、及びプランジャー１４０のそれぞれを部分的に拡大して示す模式断面図である。図９（ａ）は、押し込み前の状態を示し、図９（ｂ）は、押し込み中の状態を示す。

図９（ｂ）に示すように、縮径部１４１と環状突起部１３１との間には、第２クリアランス１５２が設けられる。第２クリアランス１５２の幅Ｗ２は、ブランク１０の紙厚Ｔ１０（図８（ａ））と同等、もしくは紙厚Ｔ１０よりも、小さく設定される（Ｗ２≦Ｔ１０）。これにより、周縁領域１０ａを“しわ抑え”しつつ、内嵌合部１１を、中央領域１０ｂに“しごき成型”を用いて形成できる。

内嵌合部１１を、“絞り成型”、又は“しごき成型”を用いて形成する際には、プランジャー１４０に、第１成型荷重Ｆ１が与えられる。第１成型荷重Ｆ１の付与方向は、第１方向Ｚ１である。第１成型荷重Ｆ１の値の１つの例は、例えば、約３ｋＮである。第１成型荷重Ｆ１の大きさも、紙蓋１のサイズや、紙蓋１の用途に応じて様々に変更される。第１成型荷重Ｆ１は、荷重機（図示せず）からプランジャーに与えられる。荷重機の例としては、弾性体を介して荷重を対象物に与える荷重機を挙げることができる。そのような荷重機の例としては、エアーシリンダーを挙げることができる。エアーシリンダーは、弾性体としてエアーを含む。なお、荷重機は、プランジャー１４０を、第１方向Ｚ１や、第２方向Ｚ２に移動させる移動機構としても使用される。

次に、図６（ｄ）に示すように、ドローパンチ１３０を、ブランク１０へ向かう第２方向Ｚ２に移動させる。第２方向Ｚ２は、第１方向Ｚ１と反対向きである。これにより、ドローパンチ１３０は、環状突起部１３１の先端が、基準位置ＲＰを超えるように下降される。ドローパンチ１３０は、ブランク１０を、プランジャー１４０とともに、プランジャーガイドホール１１１の中へ押し込む。押し込み量は、本実施形態では、基準位置ＲＰから約１０ｍｍである。なお、押し込み量は、紙蓋１のサイズや、紙蓋１の用途に応じて様々に変更される。

このようにして、周縁領域１０ａを押さえ面１２２で押さえながら、中央領域１０ｂをプランジャー１４０とともに、プランジャーガイドホール１１１の中に押し込む。これにより、周縁領域１０ａを“しわ抑え”しつつ、外嵌合部１２を、中央領域１０ｂに“絞り成型”を用いて形成できる。

図１０は、ドローダイ１１０、ブランクホルダー１２０、環状突起部１３１、及び縮径部１４１のそれぞれを部分的に拡大して示す模式断面図である。図１０は、押し込み後、又は押し込み中の状態を示す。

図１０に示すように、環状突起部１３１とプランジャーガイドホール１１１との間には、第３クリアランス１５３が設けられる。第３クリアランス１５３の幅Ｗ３は、ブランク１０の紙厚Ｔ１０（図８（ａ））と同等、もしくは紙厚Ｔ１０よりも、小さく設定される（Ｗ３≦Ｔ１０）。これにより、周縁領域１０ａを“しわ抑え”しつつ、外嵌合部１２を、中央領域１０ｂに“しごき成型”を用いて形成できる。

外嵌合部１２を、“絞り成型”、又は“しごき成型”を用いて形成する際には、ドローパンチ１３０に、第２成型荷重Ｆ２が与えられる。第２成型荷重Ｆ２の付与方向は、第２方向Ｚ２である。第２成型荷重Ｆ２の付与方向は、第１成型荷重Ｆ１の付与方向と反対向きである。第２成型荷重Ｆ２の値の１つの例は、例えば、約６．５ｋＮである。第２成型荷重Ｆ２の大きさも、紙蓋１のサイズや、紙蓋１の用途に応じて様々に変更される。第２成型荷重Ｆ２は、荷重機（図示せず）からプランジャーに与えられる。荷重機の例としては、機械的に荷重を対象物に与えることが可能な荷重機を挙げることができる。そのような荷重機の例としては、サーボプレスを挙げることができる。サーボプレスは、サーボモータを含む。なお、荷重機は、ドローパンチ１３０を、第２方向Ｚ２や、第１方向Ｚ１に移動させる移動機構としても使用される。また、サーボモータを用いると、例えば、ドローパンチ１３０を、２段階で精密に下降制御することができる。第１段階は、基準位置ＲＰまでの下降であり、第２段階は、基準位置ＲＰを超え最終下降位置までのより精密な下降である。サーボモータによれば、ドローパンチ１３０を、最終下降位置で確実に停止させ、保持できる。

第２成型荷重Ｆ２の大きさは、第１成型荷重Ｆ１よりも大きくしてもよい。この場合、プランジャー１４０がエアーシリンダー等の弾性体を含む移動機構もしくは荷重機で支えられていると、第２成型荷重Ｆ２と第１成型荷重Ｆ１との差分で、プランジャー１４０を押し下げることができる。このため、型締めした状態（中央領域１０ｂをドローパンチ１３０とプランジャー１４０とで挟み込んだ状態）を維持したまま、環状突起部１３１の先端をプランジャーガイドホール１１１の中に押し込むことができる。しかも、プランジャー１４０は、ドローパンチ１３０で押し下げられるため、プランジャー１４０の位置制御が不要になる、という利点を得ることもできる。

外嵌合部１２を形成する際、載置面１１２と押さえ面１２２との間に周縁領域１０ａを残しながら、中央領域１０ｂを、プランジャー１４０とともに、プランジャーガイドホール１１１の中に押し込むようにしてもよい。この場合、ブランク１０の末端部分には、フランジ部１６が形成される。ブランク１０がフランジ部１６を備えていると、ブランク１０の取り外し工程（ステップＣ）において、以下のようなブランク１０の取り外しを行うことができる。

＜ステップＣ＞
次に、図７（ａ）に示すように、周縁領域１０ａを押さえ面１２２で押さえながら、プランジャー１４０を、第２方向Ｚ２に移動させる。これにより、プランジャー１４０が、ブランク１０から離脱される。ドローパンチ１３０は、最終下降位置で保持されている。このため、ドローパンチ１３０は、中央領域１０ｂと、例えば接したままである。ドローパンチ１３０を最終下降位置で保持しておけば、プランジャー１４０をブランク１０から離脱させても、ブランク１０が落下することはない。

次に、図７（ｂ）に示すように、ドローパンチ１３０を最終下降位置で保持しながら、ブランクホルダー１２０を、第１方向Ｚ１に移動させる。これにより、ブランクホルダー１２０が、ブランク１０から離脱される。次いで、ブランクホルダー１２０を、周縁領域１０ａと押さえ面１２２との間に第４クリアランス１５４を設けて待機させる。

次に、図７（ｃ）に示すように、ドローパンチ１３０を、第１方向Ｚ１に移動させる。このとき、このとき、環状突起部１３１は、環状凹部１５に食い込んでいることが多い（環状凹部１５については図１（ｂ）又は図７（ｄ）参照）。環状突起部１３１が環状凹部１５に食い込んでいると、ブランク１０は、ドローパンチ１３０にくっ付いた状態で第１方向Ｚ１に移動する。

次に、図７（ｄ）に示すように、ドローパンチ１３０を、第１方向Ｚ１にさらに移動させる。本実施形態では、ブランク１０の末端部分にフランジ部１６が形成されている（フランジ部１６については図１（ｂ）参照）。フランジ部１６は、周縁領域１０ａである。このため、ドローパンチ１３０を、第１方向Ｚ１にさらに移動させることで、周縁領域１０ａを、押さえ面１２２と再接触させることができる。環状突起部１３１は、周縁領域１０ａ（フランジ部１６）が押さえ面１２２によって支持されながら、環状凹部１５から抜き出されていく。やがて、ブランク１０は、ドローパンチ１３０から離脱する。これにより、ブランク１０は、加工機１００から取り外すことが可能な状態となる。

このように、外嵌合部１２を、載置面１１２と押さえ面１２２との間に周縁領域１０ａを残しながら、中央領域１０ｂに形成すると、ブランク１０には、周縁領域１０ａが最終的に残る。残された周縁領域１０ａを、押さえ面１２２と再接触させることで、たとえ、環状突起部１３１が環状凹部１５に食い込んでいたとしても、ブランク１０をドローパンチ１３０から簡単に取り外すことができる。ドローパンチ１３０には、例えば、ブランク１０を離脱させるためのノックアウト等のブランク取り外し機構を設ける必要もない。

このように一実施形態に係る紙蓋の製造方法に従うことにより、内嵌合部１１及び外嵌合部１２のそれぞれを備えた紙蓋１が製造される。

紙蓋１は、例えば、紙容器２の蓋として使用される。紙容器２には、例えば、液体が収容されることがある。このため、紙蓋１に使用される紙としては、例えば、疎水性の紙、撥水性の紙、表面が防水加工された紙、又は表面が撥水加工された紙等、耐水紙と呼ばれる紙がよい。また、紙の面に樹脂を積層したラミネート紙や、樹脂をコーティングしたコート紙等でもよい。ただし、紙蓋１に使用される紙は、消費者のニーズにあわせて適宜変更することができる。したがって、紙蓋１に使用される紙は、耐水紙、ラミネート紙、及びコート紙に限られるものではない。

このような一実施形態によれば、内嵌合部１１及び外嵌合部１２のそれぞれを備えた紙蓋１を、歩留りよく製造することが可能な紙蓋の製造方法を提供できる。

以上、この発明の一実施形態を説明したが、上記一実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。また、この発明の実施形態は、上記一実施形態が唯一のものでもない。また、この発明は、上記一実施形態の他、様々な新規な形態で実施することができる。したがって、上記一実施形態は、この発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更が可能である。このような新規な形態や変形は、この発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明、及び特許請求の範囲に記載された発明の均等物の範囲に含まれる。

１：紙蓋
１１：内嵌合部
１２：外嵌合部
１３：天面
１４：頂部
１５：環状凹部
１６：フランジ部
２：紙容器
２１：容器部内周面
２２：カール部外周面
１０：ブランク
１０ａ：周縁領域
１０ｂ：中央領域
１００：加工機
１１０：ドローダイ
１１１：プランジャーガイドホール
１１２：載置面
１２０：ブランクホルダー
１２１：パンチガイドホール
１２２：押さえ面
１３０：ドローパンチ
１３１：環状突起部
１３２：パンチ面
１３３：窪み
１４０：プランジャー
１４１：縮径部
１４２：基径部
１５１：第１クリアランス
１５２：第２クリアランス
１５３：第３クリアランス
ＯＥＰ：周縁部
Ｆ１：第１成型荷重
Ｆ２：第２成型荷重
Ｚ１：第１方向
Ｚ２：第２方向
Ｄ１：縮径部１４１の直径
Ｄ２：基径部１４２の直径
Ｔ１０：紙厚
Ｗ１：第１クリアランスの幅
Ｗ２：第２クリアランスの幅
Ｗ３：第３クリアランスの幅
ＲＰ：基準位置

Claims

紙を主体とするブランクの周縁領域を押さえる第１工程と、
前記周縁領域を押さえながら、内嵌合部を、前記ブランクの中央領域に形成する第２工程と、
前記周縁領域を押さえながら、外嵌合部を、前記内嵌合部が形成された前記中央領域に形成する第３工程と、を備え、
前記第１工程は、
ドローダイの載置面上に載置された前記ブランクの前記周縁領域を、ブランクホルダーの押さえ面で押さえる工程、を含み、
前記第２工程は、
前記周縁領域を前記押さえ面で押さえながら、
前記ブランクの前記中央領域を、先端部分に環状突起部が設けられたドローパンチと、先端部分に、前記環状突起部とクリアランスを設けて嵌合可能な縮径部が設けられたプランジャーとの間に位置させ、
前記プランジャーを、前記中央領域へ向かう第１方向に移動させ、
前記中央領域を、前記環状突起部で囲まれ、前記ドローパンチのパンチ面を底とした窪みの中に押し込む工程、を含み、
前記第３工程は、
前記周縁領域を前記押さえ面で押さえながら、
前記ドローパンチを、前記中央領域へ向かう前記第１方向とは反対向きの第２方向に移動させ、
前記中央領域を、前記プランジャーとともに、前記ドローダイのプランジャーガイドホールの中に押し込む工程、を含み、
前記第３工程は、
前記載置面と前記押さえ面との間に前記周縁領域を残しながら、前記中央領域を、前記プランジャーとともに、前記ドローダイのプランジャーガイドホールの中に押し込む工程であり、
前記第３工程の後、
前記周縁領域を前記押さえ面で押さえながら、前記プランジャーを前記第２方向に移動させ、前記プランジャーを前記ブランクから離脱させる第４工程と、
前記プランジャーを前記ブランクから離脱させた後、前記中央領域を前記ドローパンチで押さえながら、前記ブランクホルダーを前記第１方向に移動させ、前記ブランクホルダーを前記ブランクから離脱させる工程と、
前記ブランクから離脱された前記ブランクホルダーを、前記周縁領域と前記押さえ面との間に第４クリアランスを設けて待機させる第５工程と、
前記ブランクホルダーを待機させた後、前記ドローパンチを前記第１方向に移動させ、前記周縁領域を前記押さえ面と再接触させて、前記ドローパンチを前記ブランクから離脱させる第６工程と、を、さらに備えることを特徴とする紙蓋の製造方法。
前記内嵌合部を形成するとき、前記ブランクに第１成型荷重を付与し、
前記外嵌合部を形成するとき、前記ブランクに第２成型荷重を付与し、
前記第２成型荷重の付与方向は、前記第１成型荷重の付与方向と反対向きであることを特徴とする請求項１に記載の紙蓋の製造方法。
前記内嵌合部及び前記外嵌合部のそれぞれは、前記ブランクに、絞り成型を用いて形成することを特徴とする請求項２に記載の紙蓋の製造方法。
前記内嵌合部及び前記外嵌合部のそれぞれは、前記ブランクに、しごき成型を用いて形成することを特徴とする請求項２に記載の紙蓋の製造方法。
前記第１工程において、
前記ブランクの紙厚以下の第１クリアランスを、前記載置面と前記押さえ面との間に設けることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の紙蓋の製造方法。
前記第２工程において、
前記ブランクの紙厚以下の第２クリアランスを、前記縮径部と前記環状突起部との間に設け、
前記第３工程において、
前記ブランクの紙厚以下の第３クリアランスを、前記環状突起部と前記プランジャーガイドホールとの間に設けることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の紙蓋の製造方法。